فرآیند اصلی دستگاه برش لیزری

1، برش تبخیر.
در فرآیند برش لیزری گازی شدن، دمای سطح ماده به سرعت به دمای نقطه جوش می رسد که کافی است از ذوب ناشی از هدایت گرما جلوگیری شود، بنابراین بخشی از مواد تبدیل به بخار شده و ناپدید می شود و بخشی از مواد تبدیل می شود. از پایین شکاف توسط جریان گاز کمکی به عنوان پرتاب می شود. در این مورد به قدرت لیزر بسیار بالایی نیاز است.
به منظور جلوگیری از متراکم شدن بخار مواد روی دیواره شکاف، ضخامت مواد نباید تا حد زیادی از قطر پرتو لیزر بیشتر شود. بنابراین پردازش فقط برای کاربردهایی مناسب است که باید از حذف مواد مذاب اجتناب شود. ماشینکاری در واقع فقط در مناطق بسیار کوچک برای آلیاژهای مبتنی بر آهن استفاده می شود.
این فرآیند را نمی توان بر روی موادی مانند چوب و سرامیک های خاص استفاده کرد که حالت ذوب ندارند و بنابراین بعید است که اجازه دهند بخار مواد دوباره متراکم شود. علاوه بر این، این مواد معمولاً باید برش های ضخیم تری داشته باشند. در برش لیزری، فوکوس بهینه پرتو به ضخامت مواد و کیفیت پرتو بستگی دارد. توان لیزر و گرمای گازی شدن تنها تأثیر مشخصی بر موقعیت فوکوس بهینه دارند. در مورد ضخامت مشخصی از صفحه، حداکثر سرعت برش با دمای گاز شدن ماده نسبت معکوس دارد. چگالی توان لیزر مورد نیاز بیشتر از 108W/cm2 است و به مواد، عمق برش و موقعیت فوکوس پرتو بستگی دارد. در مورد ضخامت مشخصی از صفحه، با فرض وجود قدرت لیزر کافی، حداکثر سرعت برش توسط سرعت جت گاز محدود می شود.
2. ذوب و برش.
در برش ذوب لیزری، قطعه کار تا حدی ذوب می شود و مواد مذاب به کمک جریان هوا به بیرون پاشیده می شود. از آنجایی که انتقال مواد فقط در حالت مایع اتفاق می افتد، این فرآیند را برش ذوب لیزری می نامند.
پرتو لیزر با یک گاز برش خنثی با خلوص بالا جفت می شود تا مواد مذاب را از شکاف دور کند، در حالی که خود گاز در برش دخالت ندارد. برش ذوب لیزری می تواند سرعت برش بالاتری نسبت به برش گازی شدن داشته باشد. انرژی مورد نیاز برای تبدیل به گاز معمولاً بیشتر از انرژی لازم برای ذوب مواد است. در برش فیوژن لیزری، پرتو لیزر فقط تا حدی جذب می شود. حداکثر سرعت برش با افزایش توان لیزر افزایش می یابد و با افزایش ضخامت صفحه و دمای ذوب مواد تقریباً برعکس کاهش می یابد. در مورد یک توان لیزر مشخص، عامل محدود کننده فشار هوا در شکاف و هدایت حرارتی ماده است. برش همجوشی لیزری برای مواد آهن و فلز تیتانیوم را می توان بدون برش اکسیداسیون به دست آورد. چگالی توان لیزری که ذوب را تولید می کند اما کمتر از گازی شدن است بین 104W/cm2 و 105W/cm2 برای مواد فولادی است.
3، برش ذوب اکسیداسیون (برش شعله لیزر).
برش مذاب به طور کلی از گاز بی اثر استفاده می کند، اگر با اکسیژن یا گازهای فعال دیگر جایگزین شود، مواد تحت تابش پرتو لیزر مشتعل می شوند و واکنش شیمیایی شدید با اکسیژن منبع گرمایی دیگری تولید می کند، به طوری که ماده بیشتر گرم می شود، به نام اکسیداسیون. برش ذوب
به دلیل این اثر، برای ضخامت یکسان فولاد سازه، سرعت برش به دست آمده با این روش بیشتر از برش ذوب است. از طرفی این روش ممکن است کیفیت برش بدتری نسبت به برش ذوبی داشته باشد. در واقع شکاف گسترده تر، زبری قابل توجهی، افزایش ناحیه تحت تاثیر حرارت و کیفیت لبه بدتر ایجاد می کند. برش شعله لیزری هنگام ماشینکاری مدل های دقیق و گوشه های تیز خوب نیست (خطر سوختن گوشه های تیز وجود دارد). یک حالت پالسی لیزر می تواند برای محدود کردن اثر حرارتی استفاده شود و قدرت لیزر سرعت برش را تعیین می کند. در مورد قدرت لیزر معین، عامل محدود کننده تامین اکسیژن و هدایت حرارتی مواد است.
4، برش شکستگی را کنترل کنید.
برای مواد شکننده که به راحتی در اثر حرارت آسیب می بینند، برش با سرعت بالا و قابل کنترل از طریق گرمایش پرتو لیزر را برش شکست کنترل شده می گویند. محتوای اصلی این فرآیند برش این است: پرتو لیزر ناحیه کوچکی از مواد شکننده را گرم می‌کند و باعث ایجاد گرادیان حرارتی بزرگ و تغییر شکل مکانیکی جدی در منطقه می‌شود و در نتیجه ترک‌هایی در مواد ایجاد می‌شود. تا زمانی که یک گرادیان گرمایش متعادل حفظ شود، پرتو لیزر می تواند ترک را در هر جهت دلخواه هدایت کند.